Sel Volta atau Sel Galvani

Materi: sel elektrokimia
Penemu sel volta atau sel galvani ini ialah ahli kimia Italia Alessandro Volta dan Luigi Galvani. Sel ini merupakan salah satu sel elektrokimia pertama yang dikembangkan. Pada sel Volta digunakan elektrode negatif (anode) dari batang zink (seng) yang dicelupkan dalam larutan ZnSO$_4$ dan elektrode positif (katode) dari batang cuprum (tembaga) yang dicelupkan dalam larutan CuSO$_4$. Kedua larutan dihubungkan dengan jembatan garam atau dipisahkan oleh dinding berpori. Jembatan garam terdiri atas pipa berbentuk U yang berisi agar-agar yang mengandung garam kalium klorida. Fungsi jembatan garam adalah untuk mempertahankan kenetralan medium elektrolit tempat batang elektrode berada.

Untuk lebih memperjelas tahapan kerja pada sel volta perhatikan rangkaian sel volta berikut ini:

Pada rangkaian sel Volta, aliran elektron dari logam seng menuju ion tembaga diukur oleh amperemeter.

Tahapan kerja sel Volta atau sel Galvani :

a). Pada rangkaian tersebut, gelas kimia A berisi logam Zn yang dicelupkan ke dalam larutan ZnSO$_4$. Kemudian, logam Zn akan larut dan melepaskan 2 elektron. Elektrode seng teroksidasi berubah menjadi Zn$^{2+}$.
$ Zn(s) \rightarrow Zn^{2+}(aq) + 2e^- $

b). Elektron yang dibebaskan mengalir melalui kawat penghantar menuju elektrode Cu.

c). Sementara itu, gelas kimia B berisi logam Cu yang dicelupkan dalam larutan CuSO$_4$. Elektron yang dibebaskan oleh logam Zn tidak ikut larut, tetapi tetap tertinggal pada batang logam Zn. Selanjutnya, electron mengalir melalui kawat penghantar dan diambil oleh ion Cu$^{2+}$.Pada elektrode Cu elektron-elektron diikat oleh ion Cu$^{2+}$ dari larutan menjadi Cu dan selanjutnya molekul menempel pada batang Cu, reaksi:
$ Cu^{2+}(aq) + 2e^- \rightarrow Cu(s) $

d). Akibatnya, Zn teroksidasi dan Cu$^{2+}$ tereduksi, pada anode ion Zn$^{2+}$ lebih banyak dari ion SO$_4^2$, sedangkan pada katode ion SO$_4^{2-}$ lebih banyak dari ion Cu$^{2+}$. Oleh sebab itu, ion SO$_4^{2-}$ berpindah dari elektrode Cu ke elektrode Zn melalui jembatan garam, yaitu larutan garam (NaCl, KCl, atau KNO$_3$) dalam agar-agar. Ion negative dalam jembatan garam akan mengalir menuju larutan bermuatan positif (ZnSO$_4$). Sedangkan ion positif akan mengalir menuju larutan bermuatan negatif (CuSO$_4$). Dengan demikian, rangkaian sel Volta ini merupakan rangkaian tertutup yang menghasilkan arus listrik.

e). Pada akhir reaksi sel, elektrode Zn akan berkurang beratnya, sedangkan elektrode Cu akan bertambah beratnya. Larutan CuSO$_4$ semakin encer, sedangkan larutan ZnSO$_4$ semakin pekat. Reaksi yang terjadi pada sel Volta adalah:
$Zn(s) + CuSO_4(aq) \rightarrow ZnSO_4(aq) + Cu(s)$

Reaksi oksidasi (anode)
$ Zn(s) \rightarrow Zn^{2+}(aq) + 2e^- $
Reaksi reduksi (katode)
$ Cu^{2+}(aq) + 2e^- \rightarrow Cu(s) $
Penulisan reaksi redoks tersebut dapat juga dinyatakan dengan diagram sel berikut:
Zn(s) | Zn$^{2+}$(aq) || Cu$^{2+}$(aq) | Cu(s)
dengan:
| = perbedaan fase
|| = jembatan garam
sebelah kiri || = reaksi oksidasi
sebelah kanan || = reaksi reduksi